虚拟仪器(Virtual Instrument，VI)是仪器仪表历史发展上的一次重大变革，是对传统仪器的重大突破，代表着仪器仪表发展的最新方向和潮流。与传统仪器相比，虚拟仪器的灵活性、性价比高、用户化设计等特点，使它在工业和院校领域得到广泛的应用。本论文的主要研究任务是以图形化编程软件LabVIEW为开发平台，设计和开发具有多种信号分析和处理功能的虚拟示波器。与传统的模拟示波器相比，该多功能虚拟示波器既具有传统示波器的一般测量测试功能，又对其功能进行了扩展，具有频谱分析、参数测量等功能。 基于LabvIEW的多功能虚拟示波器主要性能指标如下：双通道、250KHz的采样率、16位分辨率。主要完成以下工作：对两路输入信号以0～125KHz频率采样和存储，再后通过PCI控制器，用DMA方式将数据写入系统内存，最后由软件作数据处理。 按照上述的性能指标要求，本论文中设计和开发出一款多功能的虚拟示波器。系统构成方式是基于计算机的PCI总线的数据采集系统，即PC-DAQ插卡式虚拟仪器系统。该虚拟示波器在构成上包括硬件和软件两部分，硬件环境是以计算机和数据采集卡等外围设备组成的，这部分主要工作是实现对数据采集卡的正确驱动。在硬件设备确定的情况下，仪器的功能主要由软件来实现。软件的实现采用模块化和层次化的设计方法，按功能将该仪器划分为数据采集模块、波形显示模块、参数测量模块、波形存取模块、频谱分析模块、仿真信号发生器六个模块来完成。其中数据采集模块和仿真信号发生器是多功能虚拟示波器的信号源。仿真信号发生器既可以产生仪器的自检信号，也可以用来产生仿真分析的信号。但数据采集模块通过对上述数据采集卡的正确驱动，实现对实验电路中的物理信号的采集，因此它是整个仪器数据流的开始，决定着其它模块的功能能否实现。然后用LabVIEw软件对各功能模块按照程序流程图进行了前面板和框图程序的开发。前面板包含许多控制按钮、波形图和参数输入等，框图程序相当于用文本编程语言编写的程序代码。利用软件IC的思想定义各功能模块输入、输出端口，构成一个完整的软件模块，便于实现软件集成，完成与调用它的VI数据交换。开发出来的各功能模块既可以作为一个独立的VI运行，也可以被其它VI调用，作为其它VI的子VI(SubVI)。 该虚拟示波器功能实现用While循环作为整个程序的运行控制结构，然后调用设计好的各功能模块编写流程图。在实际操作仪器的时候，各功能模块是否被调用由Case选择结构来实现，选择结构的条件为前面板的控制按钮。最后对前面板的各元素按功能模块进行合理地组织和设计，使界面简洁、美观，作为人机交互的界面。 论文研究的最后部分对设计好的虚拟示波器的功能进行了试验验证。利用常用数字信号发生器产生信号作为待测信号，分别采用双通道和单通道两种模式，该虚拟示波器的对待测信号进行了波形显示、参数测量、频谱分析等。测试结果表明，该虚拟示波器对采集信号的测试结果比传统的示波器的精度高、而且系统稳定性好，抗干扰能力强。最重要的一点是该虚拟示波器的功能随着测量要求的变化用户可以进行修改。